双向DC—DC变换器及其控制方法研究

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双向DC—DC变换器及其控制方法研究

作者：段双明

来源：《中小企业管理与科技·上旬刊》2015年第11期

摘 要：为提高分布式电源的稳定性和效率，本文主要研究了双向DC-DC变换器的结构和控制算法，更具功率的大小，确定本文的主电路。根据传统的相移控制方式，提出双重相移控制方式。在PSCAD仿真软件中搭建仿真模型，用仿真结果验证理论的正确性。最后给出相应的结论：基于全桥的双向DC-DC变换器具有一定的可行性，对今后DC-DC研究领域奠定了一定的理论基础。

关键词：双向DC-DC变换；建模；仿真 1 概述

直流变换器是开关电源的重要主成部分，随着科技的发展，人们的开关电源的要求越来越高，尤其是它的体积，重量等。本论文主要是研制80V到600V的输入输出移相全桥DC-DC变换器。电路拓扑选择和控制方案确定等方面入手，着重分析了双重移相全桥技术，在此基础上给出了相应的仿真电路和数学建模。 2 变换器拓扑主电路及控制方案选择

本论文主要研究80V到600V的双向DC-DC大功率传输，因此鉴于双向桥式DC-DC变换器反应快，传出功率范围大等优点。本变换器的主功率电路采用的是带隔离变压器的双向全桥DC-DC变换器拓扑结构。

为了减小双向全桥DC-DC变换器的功率环流和电流应力，本文在传统移相控制方法的基础上提出一种双重移相控制方法，与传统的控制方法相比，具有更小的功率环流以及电流应力，同时使得传输功率的调节范围扩大，灵活性增强。 3 桥式变换器工作原理及建模分析

双向桥式直流变换器的工作过程，通过控制前后桥的方波的相角，实现对串联电感两端电压的大小的控制，实现能量的双向移动。本文提出的双重移相原理如图1，通过在U1侧全桥中引入移相控制，在t0─t1及t3─t4时间段内，变压器原边侧电压为0，即回流功率为0。进而减小了回流功率，在传输功率一定时，具有更小的电流应力以及通态损耗，提高了传输效率。 4 基于PSCAD的双向桥式DC-DC变换器仿真

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